Дегтярев Кирилл Евгеньевич
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук
|
содержание |
Актуальность темы диссертации
Проблема тектонической эволюции островодужных систем и их роли в формировании континентальной коры относится к числу наиболее актуальных фундаментальных проблем в науках о Земле. Островодужные комплексы в пределах многих палеозойских складчатых поясов слагают крупные сегменты, изучение которых позволяет выявлять основные этапы и закономерности формирования континентальной коры в островных дугах, определить роль и значение новообразованного сиалического вещества в коре этих поясов. С развитием новых прецизионных методов изучения стратифицированных и плутонических комплексов появилась возможность делать выводы о строении, возрасте и составе не только верхних, но также средних и нижних горизонтов коры палеозойских складчатых сооружений, сложенных островодужными комплексами. В настоящей работе в этом плане рассматриваются каледонские складчатые сооружения Казахстана и Северного Тянь-Шаня, являющие прекрасными примерами островодужных провинций, где возможно изучение процессов формирования континентальной коры, строения и состава ее различных горизонтов.
Цель исследований
Главная цель выполненных исследований состояла в том, чтобы на основе данных о геологическом строении, структурной эволюции и составе палеозойских вулканогенно-осадочных и плутонических комплексов реконструировать тектоническую эволюцию и разработать интегрированную геодинамическую модель формирования континентальной коры каледонид Казахстана и Северного Тянь-Шаня.
Фактический материал
В основе диссертации лежат материалы, собранные автором в течение многолетних полевых исследований (1991-2009 гг.) в различных районах Казахстана и Северного Тянь-Шаня, в ходе которых было проведено картирование целого ряда крупных ключевых участков в Чингизском, Бощекульском и Степнякском районах Казахстана и Присонкульском районе Северного Тянь-Шаня. Для обоснования защищаемых положений изучено более 1000 тысячи шлифов, использовано более 500 оригинальных анализов горных пород на главные, редкие и редкоземельные элементы, выполненнных рентгено-флюоресцентным методом и методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в лабораториях ГИН РАН и ИМГРЭ МПР, также были использованы данные по изотопным составам Sr и Nd для 50 проб вулканических пород и гранитоидов, полученные на многоколлекторном масс-спектрометре Sector 54 в лабораториях ИГЕМ РАН и ИГГД РАН. В процессе работы над диссертацией проведено U-Pb геохронологическое изучение акцессорных цирконов 10 реперных магматических комплексов методом термо-ионизационной масс-спектрометрии (ID-TIMS) в лаборатории ИГГД РАН. Кроме того, в диссертации синтезированы опубликованные к настоящему времени стратиграфические, структурные, петрологические и другие геологические данные по нижнепалеозойским вулканогенно-осадочным и плутоническим комплексам Казахстана и Северного Тянь-Шаня.
Научная новизна
1. В каледонидах Казахстана и Северного Тянь-Шаня выделены Сарыаркинский и Чингиз-Северотяньшаньский вулканические пояса, в строении которых участвуют комплексы раннепалеозойских островных дуг и бассейнов с океанической корой. Показано, что эти пояса испытали значительные вторичные деформации, связанные с формированием Казахстанского ороклина в среднем-позднем палеозое и крупных сдвигов в конце палеозоя - начале мезозоя.
2. Доказан раннекембрийский возраст офиолитов Джалаир-Найманской и Бощекульской зон и раннеордовикский возраст континентальных кислых эффузивов повышенной щелочности, залегающих в основании палеозойского разреза Степнякской зоны.
3. В Урумбайской, Селетинской, Бощекульской и Центрально-Чингизской зонах выделены непрерывные карбонатно-кремнисто-туфогенные разрезы, возраст которых охватывает интервал от середины среднего кембрия до начала лланвирна.
4. Впервые проведено изучение геохимических и изотопно-геохимических особенностей палеозойских гранитоидов Степнякского и Чингизского регионов, позволившее получить информацию о составе глубинных горизонтов континентальной коры.
Апробация результатов работы и публикации
Результаты исследований по теме работы докладывались на международных и всероссийских совещаниях: Первом Всероссийском петрографическом совещании (Уфа, 1995), Международном совещании по палеогеографии венда и раннего палеозоя (Екатеринбург, 1996), <Тектоника Азии> (Москва, 1997), <Общие и региональные проблемы тектоники и геодинамики> (Москва, 2008), <Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)> (Иркутск, 2005-2009), <Геодинамика внутриконтинентальных орогенов и геоэкологические проблемы> (Бишкек, 2008), <Граниты и эволюция земли: геодинамическая позиция, петрогенезис и рудоносность гранитоидных батолитов> (Улан-Уде, 2008), <Изотопные системы и время геологических процессов> (Санкт-Петербург, 2009), заседаниях лаборатории геодинамики позднего докембрия и фанерозоя, коллоквиумах и конкурсах научных работ ГИН РАН.
По теме диссертации опубликовано 32 научные работы, в том числе одна монография и 27 статей в рецензируемых журналах.
Практическое значение
Изложенные в диссертации и публикациях автора результаты могут служить основой для создания корреляционных легенд нового поколения геологических карт Казахстана и Северного Тянь-Шаня и использованы при составлении обзорных тектонических, палеогеографических и других специализированных карт, а также при проведении прогнозно-поисковых работ на рудные полезные ископаемые.
Объем и структура работы
Диссертация состоит из двух частей, введения, заключения и списка цитированной литературы. В первой части работы на основе описания строения и состава крупных раннепалеозойских вулканических поясов реконструирована тектоническая эволюция островодужных систем и бассейнов с океанической корой Казахстана и Северного Тянь-Шаня в течение кембрия-ордовика. Во второй части рассмотрено строение и процессы формирования континентальной коры в Чингизском и Степнякском сегментах каледонид Казахстана. Части разбиты на главы, в которых описаны состав, строение и обстановки формирования комплексов, участвующих в строении конкретных вулканических поясов или сегментов складчатых сооружений. Всего в работе шесть таких глав, не считая введения и заключения. Диссертация состоит из 320 стр., содержит 95 иллюстраций и список литературы из 240 наименований.
Основные защищаемые положения
1. В каледонидах Казахстана и Северного Тянь-Шаня выделены протяженные Сарыаркинский и Чингиз-Северотяньшаньский вулканические пояса, испытавшие вторичные деформации. В строении поясов принимают участие главным образом изверженные породы раннепалеозойских островодужных систем различных типов и сопряженных с ними бассейнов с океанической корой.
2. Сарыаркинский вулканический пояс имеет сложную покровно-складчатую структуру и сформирован в результате тектонического совмещения (в середине аренига и середине лланвирна) комплексов ранне-среднекембрийской и позднекембрийско-раннеордовикской энсиматических островных дуг и бассейнов с океанической корой.
3. Чингиз-Северотяньшаньский вулканический пояс характеризуется достаточно простой складчатой структурой и образован средне-позднеордовикскими вулканическими и плутоническими ассоциациями энсиалической островной дуги, которые залегают на гетерогенном фундаменте, сложенном комплексами Сарыаркинского пояса и докембрийскими сиалическими образованиями.
4. Континентальная кора Чингизского сегмента каледонид Казахстана в ее верхней части образована комплексами раннепалеозойских островодужных систем и бассейнов с океанической корой, участвующими в строении Сарыаркинского и Чингиз-Северотяньшаньского вулканических поясов, а также средне-позднепалеозойскими континентальными изверженными породами. Глубинные горизонты коры этого сегмента сложены преимущественно базитовыми породами раннепалеозойских надсубдукционных комплексов.
5. Верхняя часть континентальной коры Степнякского сегмента каледонид Казахстана представлена средне-позднеордовикскими островодужными комплексами Чингиз-Северотяньшаньского пояса и раннеордовикскими рифтогенными вулканитами кислого состава. Средние горизонты коры сложены сиалическими породами рифея, раннего протерозоя и, вероятно, архея, а нижние горизонты - позднедокембрийскими изверженными породами преимущественно основного состава.
Благодарности
Диссертационная работа подготовлена в Лаборатории геодинамики позднего докембрия и фанерозоя Геологического института РАН при благожелательной поддержке ее заведующих А.А. Моссаковского и С.А. Куренкова , которым автор искренне признателен.
Автор благодарен своим коллегам из Лаборатории геодинамики позднего докембрия и фанерозоя и других лабораторий Геологического института РАН: М.Л. Баженову, С.В. Дубининой, Н.Б. Кузнецову, А.Б. Кузьмичеву, Н.М. Левашовой, М.В. Лучицкой, Г.Е. Некрасову, С.В. Руженцеву, А.В. Рязанцеву, Г.Н. Савельевой, С.Г. Самыгину, С.Д. Соколову, А.А. Третьякову, А.А. Федотовой, Е.В. Хаину, Т.Н. Херасковой, А.С. Якубчуку, а также сотрудникам кафедры региональной геологии и истории Земли Геологического факультета МГУ В.И. Борисенку, Ал.В. Тевелеву, В.С. Милееву, А.М. Никишину и др. за очень полезные консультации на разных этапах написания диссертации.
Проведение полевых работ в Казахстане и на Тянь-Шане было бы невозможно без участия в них М.Л. Баженова, А.Б. Котова, Н.М. Левашовой, А.В. Миколайчука, О.И. Никитиной, А.Р. Орловой, А.В. Рязанцева, А.А. Третьякова, Т.Ю. Толмачевой, К.Н. Шатагина, А.С. Якубчука, которых автор сердечно благодарит.
Весьма полезными были обсуждения проблем геологии Центрально-Азиатского складчатого пояса с академиком Ф.А. Летниковым, Е.Ф. Летниковой, М.М. Шершаковой, А.В. Шершаковым и чл.-корр. РАН В.В. Ярмолюком, которым автор выражает глубокую благодарность.
Получение новых геохронологических и изотопно-геохимических данных явилось результатом совместных работ с сотрудниками Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН К.Н. Шатагиным и Института геологии и геохронологии докембрия РАН А.Б. Котовым, В.П. Ковачем, Е.Б. Сальниковой, которым автор выражает глубокую признательность и надеется на дальнейшее плодотворное сотрудничество.
В проведении биостратиграфических исследований принимали участие С.В. Дубинина, Л.А. Курковская, А.Р. Орлова, Е.А. Сережникова, Т.Ю. Толмачева, которым автор искренне признателен.
Особую благодарность автор хочет выразить М.В. Лучицкой и А.Б. Котову, взявшим на себя труд прочтения многих глав диссертации и автореферата, а также А.В. Рязанцеву, с которым неоднократно обсуждал многие аспекты работы и проводил полевые работы в течение более 20 лет.
Огромная поддержка при проведении полевых работ была оказана автору и его коллегам руководством (Ю.А. Трапезниковым, Г.Г. Щелочковым и А.К. Рыбиным) и всем коллективом Научной станции РАН в г. Бишкеке, которым автор хочет выразить свою искреннюю признательность.
Автор выражает свою благодарность В.А. Котову и Н.А. Голионко, которые оказали большую помощь в подготовке работы.
Работы по теме диссертации проводились при финансовой поддержке РФФИ (проекты 00-05-64646, 03-05-64782, 06-05-65311) и Программ фундаментальных исследований ОНЗ РАН: <Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского складчатого пояса: от палеоокеана к континенту> (2003-2005 гг.), <Центрально-Азиатский подвижный пояс: геодинамика и этапы формирования земной коры> (2006-2008 гг.), <Строение и формирование основных типов геологических структур подвижных поясов и платформ> (2009 г.).
| 
